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計算機組成原理復習---第1章計算機組成原理概論-創(chuàng)新互聯(lián)

目錄

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計算機的組成

計算機系統(tǒng)的組成是什么?

硬件組成及功能

計算機系統(tǒng)硬件組成包括哪些模塊?各模塊的主要功能是什么?

軟件系統(tǒng)及功能

計算機系統(tǒng)的軟件組成是什么?不同的軟件的作用是什么?

計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)概念

計算機系統(tǒng)的性能指標

計算機系統(tǒng)有哪些性能指標?如何定義的?

計算機系統(tǒng)的分類

計算機系統(tǒng)是如何分類的

什么是計算機軟、硬件的邏輯等價性?理解軟硬件的等價性的意義是什么?

什么是固件?舉例說明固件在計算機系統(tǒng)中的應(yīng)用。

計算機系統(tǒng)的發(fā)展

計算機發(fā)展歷程


計算機的組成
  • 計算機系統(tǒng)的組成是什么?

一個完整的計算機系統(tǒng)應(yīng)當包括兩大部分,即硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

?硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成計算機的物理設(shè)備,即由機械、光、電、磁等器件構(gòu)成的具有計算、控制、存儲、輸人和輸出功能的實體部件。如 CPU、存儲器、軟盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、主機板、各種功能卡及整機中的主機、顯示器、打印機、繪圖儀、調(diào)制解調(diào)器等,整機硬件也稱為“硬設(shè)”。
?軟件系統(tǒng)則是指管理計算機軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)資源、控制計算機運行的程序、命令、指令數(shù)據(jù)等,軟件系統(tǒng)就是程序系統(tǒng),也稱為“軟設(shè)備”。
?平時所說的“計算機”,都是指含有硬件和軟件的計算機系統(tǒng)。計算機依靠硬件和軟件的協(xié)同工作來執(zhí)行具體的任務(wù)。計算機硬件是軟件的基礎(chǔ),任何軟件都是建立在硬件基礎(chǔ)之上的,何軟件也離不開硬件的支持??梢哉f,硬件是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ),而軟件則是硬件功能的擴充和完善。

硬件組成及功能
  • 計算機系統(tǒng)硬件組成包括哪些模塊?各模塊的主要功能是什么?

計算機硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成,功能分別如下:

存儲器:計算機用于存放指令和數(shù)據(jù)的部件。

運算器:在控制器的控制下,完成加減乘除運算、邏輯運算。

控制器:整個計算機的控制中心,其功能是對當前指令所需要完成的操作進行譯碼分析,產(chǎn)? 生各部件所需要的控制信號,通過向計算機各個部件發(fā)出控制信號,使整個計算機自動、協(xié)調(diào)地工作。

輸入設(shè)備:是向計算機輸入信息的設(shè)備。外界信息通過輸入設(shè)備轉(zhuǎn)換為計算機可以識別的二? 進制代碼。

輸出設(shè)備:是將計算機的處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成人們或其他設(shè)備所能接受的形式。

軟件系統(tǒng)及功能
  • 計算機系統(tǒng)的軟件組成是什么?不同的軟件的作用是什么?

計算機軟件系統(tǒng)一般分為兩大類:系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件。

系統(tǒng)軟件是指管理、調(diào)度、監(jiān)視和維護計算機系統(tǒng)資源的程序集合,這些系統(tǒng)資源包括硬件資源與軟件資源,是系統(tǒng)得到合理調(diào)度,確保高效運行。常用的系統(tǒng)軟件由操作系統(tǒng)、語言處理程序、標準程序庫、服務(wù)程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件等,其核心是操作系統(tǒng)。

應(yīng)用軟件又稱為應(yīng)用程序,它是用戶在各自的應(yīng)用領(lǐng)域中根據(jù)具體的任務(wù)需要所開發(fā)的程序,如工程設(shè)計程序、數(shù)據(jù)處理程序、自動控制程序、企業(yè)管理程序、科學計算程序等。

計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)概念
  • 什么是計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)?計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)包含哪些部分?每個部分的作用是什么?

第一層是微程序設(shè)計級。

第二層是機器指令系統(tǒng)級。

第三層是操作系統(tǒng)級即虛擬機。

第四層是語言處理程序及其他系統(tǒng)軟件級。

第五層是面向用戶的應(yīng)用程序級。

計算機系統(tǒng)的性能指標
  • 計算機系統(tǒng)有哪些性能指標?如何定義的?

1.機器字長:CPU一次能處理的數(shù)據(jù)位數(shù),它決定了寄存器、運算部件、數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。

2.存儲容量:包括主存儲器容量和輔助存儲器容量。

主存儲器容量是指主存儲器中存放數(shù)據(jù)的字節(jié)或字的數(shù)量,以字節(jié)為單位表示主存儲器每個單元存放一個字節(jié)數(shù)據(jù),而以字為單位則表示主存儲器每個單元存放一個字數(shù)據(jù)。

輔助存儲器的容量一般以字節(jié)數(shù)來表示。

3.運算速度:與許多因素有關(guān),如計算機的主頻、執(zhí)行何種操作、訪問存儲器的速度等。

4.可配置的外圍設(shè)備

5.性能價格比:衡量計算機性能的一項綜合指標,性價比越高,就越表示該計算機價廉物美。

6.可靠性、可維護性和可用性

計算機系統(tǒng)的分類
  • 計算機系統(tǒng)是如何分類的

按計算機體系結(jié)構(gòu)分:

(1)單指令流單數(shù)據(jù)流(SISD)結(jié)構(gòu)

(2)單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)結(jié)構(gòu)

(3)多指令流單數(shù)據(jù)流(MISD)結(jié)構(gòu)

(4)多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)結(jié)構(gòu)

按計算機的用途分類:

(1)通用計算機

(2)專用計算機

按計算機的使用方式分類:

(1)桌上型計算機

(2)服務(wù)器型計算機

(3)嵌入式計算機

按計算機的規(guī)模分類:
(1)巨型計算機

(2)大/中型計算機

(3)小型計算機

(4)微型計算機

  • 什么是計算機軟、硬件的邏輯等價性?理解軟硬件的等價性的意義是什么?

在計算機中任何由軟件實現(xiàn)的操作,都可以由硬件來實現(xiàn),反之亦然。只不過由硬件實現(xiàn)的操作速度更快,但缺乏軟件實現(xiàn)的靈活性。軟、硬件的這種特性叫做邏輯等價性。這是特指在實現(xiàn)計算機指令和程序功能上的邏輯等價。

意義:隨著大規(guī)模集成電路和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展,實體硬件機的功能范圍不斷在擴大。第一級和第二級的邊界范圍,要向第三級乃至更高級擴展。這是因為容量大、價格低、體積小、可以改寫的只讀存儲器提供了軟件固化的良好物質(zhì)手段。現(xiàn)在已經(jīng)可以把許多復雜的、常用的程序制作成所謂固件。就它的功能來說,是軟件;但從形態(tài)來說,又是硬件。其次,目前在一片硅單晶芯片上制作復雜的邏輯電路已經(jīng)是實際可行的,這就為擴大指令的功能提供了物質(zhì)基礎(chǔ),因此本來通過軟件手段來實現(xiàn)的某種功能,現(xiàn)在可以通過硬件來直接解釋執(zhí)行。進一步的發(fā)展,就是設(shè)計所謂面向高級語言的計算機。這樣的計算機,可以通過硬件直接解釋執(zhí)行高級語言的語句而不需要先經(jīng)過編譯程序的處理。傳統(tǒng)的軟件部分,今后完全有可能“固化”甚至“硬化”。

  • 什么是固件?舉例說明固件在計算機系統(tǒng)中的應(yīng)用。

固件是指設(shè)備內(nèi)部保存的設(shè)備“ 驅(qū)動程序?”,通過固件,操作系統(tǒng)才能按照標準的設(shè)備驅(qū)動 實現(xiàn)特定機器的運行動作,比如光驅(qū) 、刻錄機等都有內(nèi)部固件。

計算機系統(tǒng)的發(fā)展
  • 計算機發(fā)展歷程

從第一臺電子計算機誕生至今的 60 多年來,計算機經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的過程。

按計算機所使用的器件及其規(guī)模,可以將電子計算機的歷史分為以下幾個階段。
1946-1956年:第一代,電子管計算機。
1956-1964年:第二代,晶體管計算機。
1964-1971年:第三代,中、小規(guī)模集成電路(MSI、SSI)計算機。
1971-1990年:第四代,大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路(LSI、VLSI)計算機,第一、二代微處理。
1990年至今:第五代,甚大規(guī)模集成電路(ULSI)計算機,第三、四、五、六代及多核微處理器。


以上復習資料均由作者本人根據(jù)所學計算機組成原理課程大綱,參考包健《計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》整理而成。?

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當前題目:計算機組成原理復習---第1章計算機組成原理概論-創(chuàng)新互聯(lián)
文章路徑:http://fisionsoft.com.cn/article/psijh.html